Engineering
Cabrestante con freno de retención
Arrastre un trineo cuesta arriba con un cabrestante de tambor: el cable se tensa de un tirón, el tambor se frena con cada nueva capa de cable que aumenta el radio, y la energía del motor cierra con la altura de la carga, el rozamiento y el cable. Luego pare el motor y sostenga la carga con el freno o el trinquete, afloje el freno y vea la carga deslizar contra él, o déjela ir.
Qué ocurre
Un cabrestante de tambor en una plataforma sobre una pendiente arrastra un trineo situado 25 m más abajo. El motor sigue una característica recta del par de bloqueo a la velocidad en vacío; el cable se enrolla en capas de veinte vueltas, cada capa medio diámetro más lejos del eje, de modo que el radio efectivo crece y el tambor se frena; el cable es elástico, EA = 10 MN sobre su longitud libre, amortiguado a la décima parte del crítico, y cuelga flojo cuando es más corto que la distancia que debe salvar. El trineo sufre la gravedad y un rozamiento de Coulomb con estado de adherencia; el freno es un par de Coulomb con su propio estado de adherencia, el trinquete impide al tambor girar hacia atrás. Euler semiimplícito a 0,1 ms con posiciones por la velocidad media, de modo que cada julio del motor se encuentra en la altura y la energía de la carga, el alargamiento del cable y el calor del rozamiento, el freno y el amortiguamiento.
Qué probar
Vea el cable tensarse de un tirón y el trineo arrancar, luego el tambor frenarse al empezar la segunda capa. Pare el motor y pruebe el freno solo, un freno débil, el trinquete o nada.
El modelo y sus límites
Cable en capas ideales con igual número de vueltas, sin masa de cable ni ángulo de entrada, característica lineal del motor sin límites térmicos, rozamiento de Coulomb con banda de adherencia. No es la ficha de un cabrestante real.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones T_m = T_s·(1 − ω/ω_0), J·dω/dt = T_m − T·r − T_b − c·ω r = r_0 + d·(layer + ½), T = k·δ + c_r·dδ/dt, k = EA/L_free m·dv/dt = T − m·g·sin θ − μ·m·g·cos θ·sgn v W_motor = E_p + E_k + E_el + Q_fr + Q_br + Q_d
